光伏设备行业深度报告三大降本趋势明确,相

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(报告出品方/作者:申万宏源证券,王珂,李蕾,刘建伟,张婧玮)

1.供需紧平衡,光伏降本迫在眉睫

1.1光伏产业链主要包括硅片、电池片、组件三大生产环节

光伏产业链关键节点包括多晶硅料、单晶硅棒/多晶硅碇、硅片、电池片、组件和光伏电站,生产环节主要包括硅片生产环节、电池片生产环节和组件生产环节。当前光伏各环节技术快速进步,主要体现在:1)硅片生产环节:大尺寸+薄片化进度加快,2)电池片生产环节:TOPCon、HJT、IBC等N型电池技术逐渐开启规模化生产,3)组件生产环节:半片技术、MBB、SMBB、叠瓦等高效高功率封装技术不断突破。

1.2需求:双碳目标下大基地建设+电池技术变革,行业需求景气向上

“双碳”政策目标加持下,光伏行业发展确定性强。年,“碳达峰”、“碳中和”首次被写入政府工作报告,“碳中和”目标对我国的能源转型发展具有重要意义。我国具备强大的装备制造能力和超大规模的市场,并且已经掌握了核心技术、具备关键产业链优势,将为清洁能源技术的成本降低和推广应用带来无可比拟的优势。因此,在国家政策和产业环境的加持下,光伏行业发展确定性强,产业链上中下游有望受益。

我国光伏发电累计装机量持续扩大,有望带动光伏设备需求提升。据国家能源局统计数据显示,年以来,我国光伏发电累计装机量增长迅速,从年的19.42GW增长至年的GW,全国光伏发电累计装机量已超过15倍增长。根据《中国光伏产业发展路线图》,预计在“十四五”期间,全球每年新增光伏装机规模将超过GW,我国每年新增光伏装机规模将超过75GW,因此我国光伏发电累计装机量或将进一步扩大,乐观情况下年有望达到GW。光伏产业景气度或将持续,从而扩大光伏配套设备的需求。

加快建设清洁低碳能源体系,至年规划建设风光基地总装机达4.55亿千瓦。年3月12日,新华社公布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和年远景目标纲要》。纲要指出,为建设清洁低碳、安全高效的能源体系,提高能源供给保障能力,十四五期间我国将重点发展九大集风光储清洁能源基地、五大海上风电基地。年2月,国家发改委、国家能源局发布《以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地规划布局方案》,方案指出,到年,规划建设风光基地总装机约4.55亿千瓦,其中,“十四五”和“十五五”时期规划建设风光基地总装机分别约为2亿和2.55亿千瓦。

风光大基地项目建设渐入佳境,近期启动第二批项目。此前年11月,国家能源局、国家发改委印发《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电、光伏基地建设项目清单的通知》,规模总计97.05GW,截至年,已开工约万千瓦(75GW)。年5月31日,国务院印发《关于印发扎实稳住经济一揽子政策措施的通知》,指出要加快推动以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设,近期抓紧启动第二批项目。

N型太阳能电池新技术发展前景明确,预计市场占比逐年提升。目前主流的太阳能电池为使用P型硅片的PERC电池,公认的可替代PERC的太阳能电池为使用N型硅片的TOPCon、HJT和IBC这三种新型太阳能电池,因为N型电池符合光伏行业降本增效的大背景、性能更为优异:1)N型电池单瓦发电表现更具优势,主要是因为N型电池双面率更高,可以更好利用背面反射光线;2)N型电池温度系数高,在温度更高的环境下,功率损失更少;3)N型电池衰减慢,其硅片中没有硼元素,效率损失大幅降低,而P型硅片掺杂硼元素,会和残留的氧产生硼氧复合,降低光伏电池的活性。受益于我国清洁能源发展规划下光伏装机容量的迅速增长,以及光电转换效率优势,N型电池需求有望迎来增长。

1.3供给:成本端承压,行业降本诉求强烈

光伏行业供需紧平衡背景下利润端承压,降本增效势在必行。今年以来俄乌冲突催化全球能源危机,推动能源结构转型加速,光伏行业需求持续旺盛,然而供给端相对紧缺,上游原材料价格高企。光伏行业利润端承压,降本增效势在必行。深挖降本潜力,硅片及银浆贡献主要空间。根据CPIA数据,在PERC电池和HJT电池的成本结构中,硅片成本占比最高,分别为58%和49%。在非硅成本方面,以HJT电池为例,银浆成本占比高达59%,其次是靶材成本,占比达14%。综合来看,电池片厂商推动降本增效应着力从硅片和银浆环节深度挖潜。

硅片降本:需求景气支撑上游硅料价格,薄片化+细线化有望破局降本。今年以来,多晶硅料价格持续上涨,带动硅片价格跟涨。主要系1)硅料持续处于供不应求的状态;2)海外持续囤货,对组件涨价接受度较高,对硅料及硅片价格形成支撑。在硅料及硅片成本高企的背景下,薄片化+细线化有望助力行业破局降本:1)薄片化和金刚线细线化有利于增加出片率,降低硅耗和硅片成本,在保证电池片效率的前提下,可有效降低单瓦成本;2)大尺寸电池对应功率更高,可有效摊薄度电成本,同时大硅片还能带来明显的串焊工艺降本。

浆料降本:低温银浆耗材依赖海外进口,技术突破+国产化成主要降本路径。伴随光伏行业加速扩产,银浆需求量迅速增长。其中,HJT电池生产所需的低温银浆主要依赖日本进口,价格显著高于高温银浆。未来浆料降本主要通过降低银耗和国产化替代两方面进行:一方面,通过技术升级迭代降低银耗:1)多主栅技术;2)激光转印或钢板印刷等新型印刷技术;3)银包铜浆料;4)电镀铜技术。另一方面,可以通过实现国产化替代降低低温银浆的价值量,从而实现有效降本。

设备降本:行业扩产背景下,技术革新与国产替代共振。1)电池片环节:随着PERC电池逼近效率极限,HJT和TOPCon等技术将开启对PERC的逐步替代。而HJT产线与PERC不兼容,设备投资额显著高于PERC产线,同时HJT工艺流程简化具备量产优势,设备国产替代空间广阔。2)组件环节:随着光伏行业的需求逐步释放,光伏组件的扩产需求进一步提升。硅片大尺寸+薄片化、组件先进封装技术使得组件设备需要及时进行调整,带动了设备改造及升级投资,缩短了设备更新换代周期。

2.硅片:薄片化+细线化趋势下,硅片降本大有可为

2.1薄片化:增加出片率,有效降低硅耗

薄片化:产业链合作推进,薄片化进程加速。硅片厚度对电池片的自动化、良率、转换效率等均有影响,需要与下游电池片、组件制造端需求匹配,因此薄片化更为依赖产业链各环节的合作推进。年硅料价格上涨使得全产业链成本上升,倒逼硅片生产企业进一步推进硅片薄片化进程。中环股份年2月发布倡议书,愿意配合下游客户逐步推动硅片厚度从μm降至μm,从而大幅降低硅片成本。根据CPIA统计,年多晶硅片平均厚度为μm,P型单晶硅片平均厚度在μm左右,N型TOPCon电池的硅片平均厚度为μm,异质结电池的硅片厚度约μm。

P型单晶硅片:薄片化经历了μm、μm、μm、μm、μm等多个节点,年平均厚度达到μm,-μm的薄片技术目前已经趋于成熟,年有望达到μm。N型单晶硅片:N型硅片相比P型更容易减薄,HJT技术路径相对TOPCon更具有减薄优势。HJT在薄片化方面具备天然优势:(1)对称结构、低温或无应力制程可以适应更薄的硅片;(2)转换效率不受厚度影响,即使减薄到μm左右,依赖超低表面复合,短路电流Isc的损失可以通过开路电压Voc得到补偿。根据CPIA数据,运用HJT技术的N型单晶硅片厚度年将达到μm,目前已经具备-μm的薄片技术,远期有望达到-μm。未来随着薄片化进程推进,光伏市场需求转向高效电池产品以及N型电池降本及良率提升,预计N型单晶硅片占比也会随之提升。

硅片厚度每下降1μm,可带来0.44%硅料成本节约。我们假设金刚线线径为52μm固定不变,切割误差及振动损耗为5μm,槽距跟随硅片厚度变化。以硅片为例,当硅片厚度为μm时,每Kg硅棒理论出片量57.3片。随着硅片的厚度减薄,每Kg硅棒出片量逐渐增加,从而带来单片成本节约。根据测算,硅片厚度每下降1μm,可带来约0.44%的硅料成本节约。目前P型单晶硅片主流厚度为μm,而N型TOPCon电池的硅片厚度为μm,相比P型电池可节约2.2%的硅料成本;异质结电池的硅片厚度为μm,相比P型电池可节约8.81%的硅料成本。HJT电池硅片具备薄片化潜力,预计年可达到μm,未来随着HJT电池硅片持续减薄,降本空间有望持续释放。

在硅片薄片化背景下,金刚线呈现细线化发展趋势。金刚线线径降低有助于减少损耗提高出片率。切片环节的核心技术难点在于碎片、崩边、划伤、TTV、线痕、弯曲、边缘翘曲等,硅片厚度的不断减薄对金刚线及切割工艺提出了非常高的要求。金刚线是硅片切割效率和质量的重要影响因素,细线化有利于切割硅缝的减小,减少硅料的损耗,提高硅片的出片率。当前市场上切割光伏硅片的金刚石线主流线径为38μm-42μm,40线已经成为行业主流配置,/硅片主要采用40线,硅片主要采用43线。

高碳钢丝逼近线径极限,选用钨丝作基材可进一步推动金刚线细线化。高碳钢丝因具有高强度、大硬度、良好切削性能、高的弹性极限和疲劳极限的优点,而常作为金刚线的基体材料,不过它夹杂的氧化铝,会降低成品的切割能力与效率。另外,在生产过程中,高碳钢丝镀层很容易发生破损情况,而且破损位置还会发生电化学反应产生铁的氧化物,进而降低金刚线的质量。更为重要的是,高碳钢丝目前已经逼近线径极限,进一步技术突破的空间十分有限。

钨丝相比钢丝,能做到小于原有母线的极限线径,并具备往更细线径发展的潜力。为弥补现有金刚线的不足,部分厂商开始用钨丝代替高碳钢丝来生产金刚线。钨丝基材金刚线的优势有:1)线径细,可以切出较薄的硅片,符合光伏行业薄片化发展趋势,且有利于节省硅料成本;2)抗拉强度高,在同等破断力下可将线径做的更细,线径下降空间充足;3)切割速度快,有利于提高企业生产效率;4)钨丝的耐用性能好,寿命长,能减少金刚线的损耗。

金刚线线径每下降1μm,可带来0.46%硅料成本节约。我们假设硅片厚度保持μm不变,切割误差及振动损耗为5μm,金刚线母线线径从35μm逐渐降低至25μm,槽距跟随金刚线线径变化。以硅片为例,当母线线径为35μm时,每Kg硅棒理论出片量59.9片。随着金刚线线径降低,每Kg硅棒出片量逐渐增加,从而带来单片成本节约。根据测算,线径每下降1μm,可带来约0.46%的硅料成本节约。目前碳钢丝母线线径为35μm,已接近理论极限,而钨丝可以突破碳钢丝的线径极限且具备细线化潜力,未来有望持续助力硅片降本。

2.2大尺寸:大尺寸电池功率更高,摊薄制造成本

大尺寸有助于提高功率,摊薄组件成本。“大尺寸”硅片可以在不增加额外工艺、设备和人力消耗的情况下,增加设备的产能和单块组件的功率,进而降低上游、中游单瓦组件所需要摊销的人力、折旧、管理等成本,同时降低下游系统BOS成本。“大尺寸”硅片有助于提高组件功率降低成本已成行业共识。

大尺寸:降本压力推动大硅片时代到来,预计mm和mm硅片占比将迅速提升。从年下半年起硅料价格一路攀升,几乎所有的光伏材料和部件都在涨价,硅片尺寸的增大可以显著降本,减轻系统压力,目前发展趋势已定格,主流大硅片尺寸为、mm。根据CPIA数据,年.75mm尺寸占比下降为5%,未来占比将持续降低;.75mm是现有电池生产线最易升级的方案,而mm是现有电池产线可升级的最大尺寸方案,因此将是近2年的过渡尺寸,.75mm和mm尺寸合计占比达到50%;mm和mm的硅片合计占比由20年的4.5%提升至21年的45%,预计年该项占比将迅速扩大,且随后将逐步完全替代其余尺寸硅片。

根据CPIA统计,mm和mm大尺寸硅片年合计占比约45%,预计年合计占比75%,年将达到96%,.75mm、.75mm等小尺寸硅片预计将在-年基本淘汰出清。

2.3重点企业分析

2.3.1高测股份:光伏切片龙头

公司是国内领先的高硬脆材料切割设备和切割耗材供应商,提供“切割装备、切割耗材、切割工艺”的系统切割解决方案。高测股份是国内唯一同时具备切片设备、耗材与工艺研发能力的龙头供应商,发挥专业化优势实现更低的切片成本、更高的效率与质量,为代工服务开拓新市场,卡位优质赛道。公司三大产品包括高硬脆材料切割设备、高硬脆材料切割耗材、轮胎检测设备及耗材,可用于光伏、半导体、磁材、蓝宝石、轮胎检测等。产品结构方面,年切割设备和切割耗材业务贡献主要业绩。年,切割设备、切割耗材分别贡献公司收入的62.6%、18.6%。

高测股份是行业内唯一同时具备切片设备和耗材业务的公司,“机+线”双向研发多年,完成了工厂级切片经验的积累,在线速度、稳定性、细线化等方面技术领先,掌握了大尺寸、薄片化切割的关键know-how,未来有望持续受益于硅片的薄片化和大尺寸发展趋势。1)业务优势:切片机+金刚线双向研发。公司凭借深厚研发实力实现切片设备与金刚线耗材产品的快速迭代,产品性能及技术参数全面领先竞争对手。金刚线业务客户覆盖保利协鑫、隆基股份、中环股份、晶澳科技等一线龙头。2)切片代工:新商业模式打开全新市场。公司的切片代工业务开创了全新的商业模式,大幅降低设备投资、耗材、人工、能源等成本,提升生产效率和良率,为客户提供更低成本与更高质量的硅片,解决资本开支、技术迭代风险等客户痛点。

公司业绩保持快速成长,毛利率稳定,净利率稳中有升。Q1公司实现营业收入5.56亿元,同比增长%,-年营收复合增速达到54%;Q1实现归母净利润0.97亿元,同比增长%,-净利复合增速达到87%。公司Q1毛利率为37.66%,净利率大幅提升至17.41%。

2.3.2中钨高新:金刚线用钨丝龙头

公司是五矿集团旗下钨产业一体化管理运营的平台型企业。依托完整的产业链竞争优势,实现了集矿山、冶炼、精深加工于一体的产业链全覆盖经营,专业从事硬质合金、高新材料及高端制造所用工具的生产制造。公司主营硬质合金刀具、钨钼制品、钨粉末等产品,下游应用领域广泛,重点应用于航天航空、汽车、通用机械、电子信息等领域。

刀具和硬质合金贡献主要营收,产品结构和盈利能力保持稳定。年公司刀具和硬质合金业务分别实现营收33.09和29.86亿元,合计占比52.05%,-年公司主要产品的收入结构基本保持稳定。从盈利能力来看,公司刀具业务的毛利率最高,维持在35%水平上下,主要得益于公司在数控刀片技术和产量等方面的领先地位,其次是其他硬质合金业务,毛利率在15%左右。

公司深耕硬质合金刀具主业,同时积极布局光伏切割领域。把握细线化趋势,自建年产亿米细钨丝产销布局光伏切割业务。在金刚线细线化趋势下,钨丝因为具备强度高、耐磨等特点有望对现有金刚线基材高碳钢丝进行替代,我们测算年钨丝市场空间有望超70亿元。公司年新建年产亿米细钨丝产线,预计年底投产,年起贡献收入,公司有望迎来新增长曲线。公司营收稳健增长,净利润增长迅速。-年,公司的营业收入年复合增长率达18.4%,利润年复合增速达.8%。Q1,面对外部经济环境以及国内疫情压力,公司营收和净利润仍保持增长,营收同比增长12.77%,净利润同比增长37.82%。

公司毛利率保持稳定,净利率持续改善。-Q1,公司毛利率在20%水平附近波动,净利率持续改善,从年的1.03%提升至Q1的4.60%,主要得益于公司积极推进内部改革,全面推行精益生产管理,提高盈利效率。

2.3.3双良节能:还原炉+硅片新贵

深耕节能节水设备,光伏产业链延伸至硅片及组件。公司目前业务主要包括两大板块:1)节能节水系统:公司传统业务,包括溴化锂冷热机组、换热器、空冷器系统等产品,均属于真空换热技术,常用于余热利用、节能减排、制冷制热等场景。历经多年深耕,公司已成长为该领域龙头企业;2)新能源系统:包括多晶硅还原炉及其模块、大尺寸单晶硅锭和硅片、组件等,为公司新兴业务。多晶硅还原炉是多晶硅生产中最后一道还原工艺的核心设备之一,年该业务市占率已达65%,市场份额稳居国内第一。年公司延伸开展光伏大尺寸单晶硅片业务,年公司开展组件业务,进一步拓展光伏产业链布局。

节能节水系统贡献营收大头,新能源系统打造第二成长极。节能节水系统为公司传统业务板块,长期以来该板块营收占比高于75%,占据营收大头。年受益光伏行业需求爆发,多晶硅还原炉随之呈爆发式增长;此外,Q4公司mm、mm方锭/硅片实现出货,贡献营收。随着新能源板块业务的爆发,节能节水系统独占营收鳌头的结构逐渐打破,在光伏行业持续向好的背景下,该板块或成公司第二成长极。

国内多晶硅还原炉龙头,进一步延伸光伏产业链,开展光伏大尺寸单晶硅片业务和组件业务,后发优势明显。多晶硅还原炉:公司是第一批实现多晶硅核心生产设备自主生产的企业之一,产品规格丰富,在去年完成了首台银制1对棒电子级多晶硅还原炉的开发。根据我们估算,当前万吨的多晶硅扩产规划将带来亿还原炉需求及84亿还原模块需求。公司在还原炉领域市场份额超过65%,充分受益于硅料扩产。

硅片及组件:大尺寸和N型迭代给新进入者创造了入场机遇,对于新入局者,没有老产能折旧的负担,扩产更加容易。公司新建40GW硅片产能采用的0炉型单晶炉尺寸炉腔更大,可安装的热场尺寸更大,生产成本更低,未来可以升级为连续直拉单晶。公司工厂的高度智能化使得非硅成本降低,产出的单晶硅片将具备高少子寿命、高集中度、高均匀性;低金属、低氧、低碳;大尺寸、薄片化、P/N型兼容的特点,后发优势明显。目前签订销售长单金额约亿元,需求与产能扩张高度匹配。

年公司业绩强势反弹,-归母净利润CAGR约34%。近年来公司收入整体呈稳健增长态势,-年营业收入CAGR约22%,归母净利润波动较大,-年CAGR约34%。年公司业绩强势反弹,实现营业收入38.30亿元,同比增长84.87%;归母净利润3.10亿元,同比增长.68%,并在年Q1依然保持了高增长的势头。此轮业绩增长的主要原因为:1)年因疫情影响公司整体业绩欠佳带来低基数效应;2)“双碳”政策推动节能节水系统销量大幅上升,加之光伏行业需求爆发使得多晶硅还原炉的订单大增,硅片业务也步入正轨开始创造收入。

公司期间费用管控良好,盈利能力有望进一步提升。由于公司规模扩张及业务结构的调整,近几年公司毛利率呈下降趋势,但总体仍稳定在28%左右,22年一季度毛利率快速下降,主要系硅片业务毛利率为负,营收占比快速提升导致。公司净利率基本稳定在8%左右,未受到产品结构影响。后续随着硅片等新业务步入正轨及公司期间费用管控的持续优化,预计公司盈利能力将会进一步提升。

2.3.4晶盛机电:晶体生长设备龙头

长晶设备龙头,设备与材料齐飞。晶盛机电成立于6年,是国内晶体生长设备领域的龙头企业。公司立足晶体生长设备的研发、制造和销售,开拓晶体硅生长设备和加工设备在光伏和半导体领域的应用,布局蓝宝石、碳化硅新材料产业,围绕“新材料,新装备”不断进行产业链延伸。

硅片大尺寸趋势下,大尺寸长晶设备需求逐步释放,公司在手订单充沛。年8月,中环股份推出了系列光伏大硅片,引领行业向大尺寸硅片方向加速发展,与之配套的大尺寸长晶设备需求在年开始释放。同时产业链一体化发展企业也相继推出积极的硅片扩产计划,推动光伏设备市场不断扩容。除了跟国内头部光伏企业深入合作之外,公司还与土耳其韩华凯恩公司合作,强化了全球领先地位,进一步开拓了国际市场。根据公司定增问询函回复披露,公司年Q3在手订单.6亿,年在手订单至少.59亿元,为公司未来业绩增长提供了有力保障。

公司营业收入稳步增长,净利润增速触底回升。年公司营业收入达59.61亿元,再创历史新高。受益于光伏行业持续发展,硅片厂商积极扩产,半导体设备国产替代进程加速,公司光伏设备、半导体设备订单量大幅增长,蓝宝石材料及辅助耗材业务也初露锋芒。-年公司净利润增速从9.5%增长至99.5%,Q1实现归母净利润4.42亿元,同比增长57.1%,净利润保持高增态势。主营产品晶体硅生长设备,产品附加值较高。近年来,公司毛利率水平接近40%,净利率在20%水平上下波动。毛利率与净利率均维持较高水平,随着大尺寸蓝宝石晶体的制备成功,公司毛利率存在上升空间。

2.3.5天通股份:CCZ设备龙头

“材料+装备”互为支撑、协同发展。公司业务分为两部分:电子材料业务主要包括磁性材料、蓝宝石晶体材料、压电晶体材料等;装备制造业务主要包括晶体设备、粉体设备、显示设备等,其中蓝宝石晶体、压电晶体长晶炉只用于内部配套,不对外出售。在新能源产业大力发展及国产替代的时代背景下,公司重点



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